JP6155694B2 - ゴム支承 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁等の構造物において橋脚等の下部構造物に対して橋桁等の上部構造物を水平方向に移動自在であって鉛直方向に弾性的に支持するゴム支承に関する。

橋梁においては、例えば、橋脚に対して橋桁を水平方向に移動自在であって鉛直方向に弾性的に支持するゴム支承が橋脚と橋桁との間に配されて使用されるが、斯かるゴム支承は、橋脚に取付けられると共に凹所を有した下沓と、この下沓の凹所に嵌装されたゴム弾性体と、このゴム弾性体に重ね合わされて下沓の凹所に部分的に嵌装された中間板とを具備しており、中間板が橋桁に取付けられた上沓に水平方向に、場合により、中間板に取付けられた滑り板が橋桁に取付けられた上沓に水平方向に、移動自在に接触されて、橋脚に対して橋桁を水平方向に移動自在であって鉛直方向に弾性的に支持するようになっている。

実公昭５６−３３６７号公報 特開２０００−１７８９２１号公報

ところで、斯かるゴム支承において橋脚の荷重を弾性的に支持するようになっているゴム弾性体は、支持する荷重、特に繰り返し変動荷重でその偏圧変形分が下沓と中間板との間の隙間からはみ出して、長期の使用で本来の機能を達成し難くなるが、斯かる問題に対して、特許文献１には、中間プレートが重ね合わされるゴム弾性体の上面の外周縁に環状段部を設けて、この環状段部に四フッ化エチレン樹脂、ポリエチレン樹脂及びポリアミド樹脂からなるプラスチック材料の保護リングと青銅、黄銅又はステンレス鋼等の金属製の圧縮リングとを積層して嵌装してなるゴム支承が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載のゴム支承では、保護リングに重ね合わされている圧縮リングが金属製であるために、橋脚に対しての橋桁の回転（揺動）における中間プレートの外縁での鉛直荷重が圧縮リングを介して保護リング及びゴム弾性体に大きく加わるために、ゴム弾性体が大きく弾性変形される結果、この大きな繰り返し弾性変形でもってゴム弾性体に過大な偏圧変形が生じ、しかも、比較的非伸縮性の金属製の圧縮リングであると、下沓と中間板との間の隙間の密封機能をそれ程期待し難く、これにより過大な偏圧変形分が下沓と中間板との間の隙間からはみ出して偏圧変形分の消失を招来する虞を有する結果、斯かる偏圧変形分の消失でもってゴム弾性体の弾性支持機能が低下し長期の使用でゴム支承の本来の機能が発揮されなくなる。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ゴム弾性体の過大な偏圧変形を低減でき、下沓と中間板との間の隙間をより確実に密閉でき、而して、下沓と中間板との間の隙間からのゴム弾性体の偏圧変形分のはみ出しを減少できて、ゴム弾性体の消失を回避でき、長期に亘って本来の機能を維持できるゴム支承を提供することにある。

本発明のゴム支承は、上面に円形の凹所を有する下沓と、この下沓の凹所に嵌装されていると共に円形の上面の外縁に円環状の切欠きを有した円盤状のゴム弾性体と、このゴム弾性体の切欠きに配されて下沓の凹所に嵌装された四フッ化ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の第一の圧縮リングと、ゴム弾性体の上面と面一の上面を有して第一の圧縮リングに当該第一の圧縮リングの上方に積み重ねられていると共にゴム弾性体の切欠きに配されて下沓の凹所に嵌装されたナイロン―６６製の第二の圧縮リングと、ゴム弾性体及び第二の圧縮リングに当該ゴム弾性体及び第二の圧縮リングの上方に積み重ねられて下沓の凹所に部分的に配されていると共に上下方向に関して下沓の凹所外に突出している中間板とを具備している。

斯かるゴム支承によれば、ゴム弾性体の円形の上面の外縁の切欠きに異なる特性を有する第一及び第二の圧縮リングが配されているために、その相互作用により下沓と中間板との間の隙間をより確実に密閉でき、そして、第一の圧縮リングが低摩擦性をもった四フッ化ポリテトラフルオロエチレン樹脂製であるために、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転における中間板の外縁での鉛直荷重の付加において第一の圧縮リングの径方向（水平方向）の張り出しに連られるゴム弾性体の上面の外縁での径方向の張り出しを低減できる一方、第二の圧縮リングが金属製よりもより撓み性を有する上に第一の圧縮リングよりも剛性を有したナイロン―６６製であるために、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転における中間板の外縁での鉛直荷重の付加においてゴム弾性体の上面の外縁での鉛直荷重の付加を低減できる結果、ゴム弾性体の過大な偏圧変形を低減でき、しかも、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転（揺動）における下沓と中間板との間の隙間からのゴム弾性体の偏圧変形分のはみ出しを減少できて、ゴム弾性体の消失を回避でき、而して、長期に亘ってゴム支承の本来の機能を維持できる。

本発明のゴム支承の好ましい例では、第一及び第二の圧縮リングの円筒状の外周面の夫々は、凹所を規定する下沓の径方向の円筒状の内周面に上下方向に関して摺動自在に接触している。

斯かる例のゴム支承によれば、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転における中間板の外縁での鉛直荷重の付加において第一及び第二の圧縮リングの円筒状の外周面の夫々を下沓の凹所を規定する径方向の円筒状の内周面により摺動自在に密着接触させることができる結果、下沓と中間板との間の隙間をより更に確実に密閉できて、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転における下沓と中間板との間の隙間からのゴム弾性体の偏圧変形分のはみ出しを更に減少できる。

本発明のゴム支承の他の好ましい例では、第一の圧縮リングは、その円環状の下面で切欠きを規定するゴム弾性体の円環状の水平面に摺動自在に接触している。

斯かる例の滑り軸受によれば、切欠きを規定するゴム弾性体の円環状の水平面に対する第一の圧縮リングの径方向の容易な伸縮性を確保できる結果、下沓の凹所を規定する径方向の円筒状の内周面への第一の圧縮リングの円筒状の外周面の摺動自在な密着接触をより確保できて、橋脚等の下部構造物に対しての橋桁等の上部構造物の回転における下沓と中間板との間の隙間からのゴム弾性体の偏圧変形分のはみ出しを更に減少できる。

本発明では、第一及び第二の圧縮リングは、その円環状の上面及び下面で互いに摺動自在に接触していてもよく、また、その円筒状の内周面で切欠きを規定するゴム弾性体の円筒状の垂直面に摺動自在に接触していてもよく、第二の圧縮リングは、第一の圧縮リングの厚みと同一の厚みを有していてもよいが、好ましい例では、二倍以上、より好ましい例では、三倍以上の厚みを有している。

本発明のゴム支承において、好ましい例では、中間板は、円筒状の外周面で下沓の凹所を規定する円筒状の垂直面に対して円筒状の隙間をもって下沓の凹所に配されていると共に円形の下面でゴム弾性体の円形の上面及び第二の圧縮リングの円環状の上面に接触している円柱状の基部と、この基部に同心に一体的に形成されていると共に基部の円筒状の外周面よりも小径の円筒状の外周面を有した円柱状の突出部とを具備しており、本発明の他の好ましい例では、ゴム支承は、中間板の円形の上面の凹所に嵌装された滑り板を更に具備しており、斯かる滑り板は、繊維強化熱硬化樹脂を基材とし、その滑り面に固体潤滑剤を埋設してなっていてもよいが、本発明は、滑り板を用いたものに限定されず、滑り板を用いない場合には、中間板の円形の上面自体に固体潤滑剤を埋設してもよい。

本発明のゴム支承は、一つの例として、橋脚と橋桁との間に配されて使用されるが、これに限定されない。

本発明によれば、ゴム弾性体の過大な偏圧変形を低減でき、下沓と中間板との間の隙間をより確実に密閉でき、而して、下沓と中間板との間の隙間からのゴム弾性体の偏圧変形分のはみ出しを減少できて、ゴム弾性体の消失を回避でき、長期に亘って本来の機能を維持できるゴム支承を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の一部破断平面説明図である。 図２は、図１に示す例の断面説明図である。 図３は、図１に示す例の一部拡大断面説明図である。

図１から図３において、橋脚Ｄと橋桁に固着された上沓Ｕとの間に配されて使用される本例のゴム支承１は、上面２に円形の凹所３を有する下沓４と、凹所３に嵌装されていると共に円形の上面５の外縁に円環状の切欠き６を有した円盤状のゴム弾性体７と、切欠き６に配されて凹所３に嵌装された四フッ化ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の圧縮リング８と、上面５と面一の上面９を有して圧縮リング８に当該圧縮リング８の上方に積み重ねられていると共に切欠き６に配されて凹所３に嵌装されたナイロン―６６製の圧縮リング１０と、ゴム弾性体７及び圧縮リング１０に当該ゴム弾性体７及び圧縮リング１０の上方に積み重ねられて凹所３に部分的に配されていると共に上下方向に関して凹所３外に突出しており、且つ上面１１に円形の凹所１２を有している中間板１３と、凹所１２に嵌装された円盤状の滑り板１４とを具備している。

円筒状の外周面２０を有するＳＭ４９０Ａ等の剛性の金属製の下沓４は、その下面２１で橋脚Ｄの上面２２にボルト等を介して固着されており、凹所３は、下沓４の円筒状の内周面２３と、内周面２３に連接された下沓４の底面２４とにより規定されている。

天然ゴム又はプロロプレン系合成ゴム等からなるゴム弾性体７は、上面５に加えて、底面２４に接触した円形の下面３１と、内周面２３に対面して当該内周面２３に接触した円筒状の外周面３２と、円環状の水平面３３と、水平面３３と協働して切欠き６を規定する円筒状の垂直面３４とを具備している。

圧縮リング８は、内周面２３に上下方向Ｖに関して摺動自在に接触した円筒状の外周面４１と、水平面３３に径方向Ｈに関して摺動自在に接触した円環状の下面４２と、垂直面３４に上下方向Ｖに関して摺動自在に接触した円筒状の内周面４３と、圧縮リング１０の下面４４に径方向Ｈに関して摺動自在に接触した円環状の上面４５とを有している。

圧縮リング８の厚みｔよりも二倍以上の厚みＴを有している圧縮リング１０は、内周面２３に上下方向Ｖに関して摺動自在に接触した円筒状の外周面５１と、中間板１３の下面５２に径方向Ｈに摺動自在に接触した上面９と、垂直面３４に上下方向Ｖに関して摺動自在に接触した円筒状の内周面５４と、圧縮リング８の上面４５に径方向Ｈに関して摺動自在に接触した円環状の下面４４とを有している。

上面１１に凹所１２を有しているＳ４５ＣＮ等の剛性の金属製の中間板１３は、円筒状の外周面６１で凹所３を規定する円筒状の内周面２３に対して円筒状の隙間６２をもって凹所３に配されていると共に円形の下面５２でゴム弾性体７の上面５及び圧縮リング１０の上面９に接触している円柱状の基部６３と、基部６３に同心に一体的に形成されていると共に基部６３の外周面６１よりも小径の円筒状の外周面６４を有した円柱状の突出部６５とを具備している。

繊維強化熱硬化樹脂を基材とする滑り板１４は、固体潤滑剤を埋設してなるその滑り面７１で橋桁に固着された上沓Ｕの下面７２に径方向Ｈに関して摺動自在に接触している。

橋脚Ｄに固着された以上のゴム支承１は、橋桁の荷重を上沓Ｕを介してゴム弾性体７をもって弾性的に支持すると共に橋脚Ｄに対する橋桁の径方向Ｈに関しての振動を滑り面７１と下面７２との滑りで許容し、しかも、隙間６２の大きさに相当する橋脚Ｄに対する橋桁の鉛直軸Ｏでの角度θをもった回転（揺動）を弾性的に許容して、橋脚Ｄ上で橋桁を支持するようになっている。

ところで、斯かるゴム支承１によれば、ゴム弾性体７の上面５の外縁の切欠き６に異なる特性を有する圧縮リング８及び１０が配されているために、その相互作用により下沓４と中間板１３との間の隙間６２をより確実に密閉でき、そして、圧縮リング８が低摩擦性をもった四フッ化ポリテトラフルオロエチレン樹脂製であるために、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における中間板１３の外縁での鉛直荷重（上下方向Ｖの荷重）の付加において圧縮リング８の径方向Ｈ（水平方向）の張り出しに連られるゴム弾性体７の上面５の外縁、即ち水平面３３でのゴム弾性体７の径方向Ｈの張り出しを低減できる一方、圧縮リング１０が金属製よりもより撓み性を有する上に圧縮リング８よりも剛性を有したナイロン―６６製であるために、同じく橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における中間板１３の外縁での鉛直荷重（上下方向Ｖの荷重）の付加においてゴム弾性体７の上面５の外縁、即ち水平面３３でのゴム弾性体７の鉛直荷重の付加を低減できる結果、ゴム弾性体７の過大な偏圧変形を低減でき、しかも、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における下沓４と中間板１３との間の隙間６２からのゴム弾性体７の偏圧変形分のはみ出しを減少できて、ゴム弾性体７の消失を回避でき、而して、長期に亘ってゴム支承１の本来の機能を維持できる。

しかも、斯かるゴム支承１によれば、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転（揺動）における中間板１３の外縁での鉛直荷重の付加において圧縮リング８及び１０の外周面４１及び５１の夫々をより摺動自在に内周面２３に密着接触させることができる結果、下沓４と中間板１３との間の隙間６２をより更に確実に密閉できる上に、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における下沓４と中間板１３との間の隙間６２からのゴム弾性体７の偏圧変形分のはみ出しを更に減少できる。

更に、ゴム支承１によれば、圧縮リング８は、その円環状の下面４２で水平面３３に摺動自在に接触しているために、ゴム弾性体７の水平面３３に対する圧縮リング８の径方向の容易な伸縮性を確保できる結果、下沓４と中間板１３との間の隙間６２からのゴム弾性体７の偏圧変形分を低減できる上に、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における当該偏圧変形分の隙間６２からのはみ出しを減少できる。

加えて、ゴム支承１によれば、圧縮リング１０は、圧縮リング８の厚みｔの二倍以上の厚みＴを有しているために、圧縮リング１０の効果を更に効果的に得ることができ、而して、橋脚Ｄに対しての橋桁の角度θをもった回転における下沓４と中間板１３との間の隙間６２からのゴム弾性体７の偏圧変形分のはみ出しをより減少できて更に長期に亘ってゴム支承１の本来の機能を維持できる。

１ ゴム支承
２、５、９、１１ 上面
３ 凹所
４ 下沓
６ 切欠き
７ ゴム弾性体
８、１０ 圧縮リング
１２ 凹所
１３ 中間板
１４ 滑り板
Ｄ 橋脚
Ｕ 上沓

Claims (10)

1. 上面に円形の凹所を有する下沓と、この下沓の凹所に嵌装されていると共に円形の上面の外縁に円環状の切欠きを有した円盤状のゴム弾性体と、このゴム弾性体の切欠きに配されて下沓の凹所に嵌装された四フッ化ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の第一の圧縮リングと、ゴム弾性体の上面と面一の上面を有して第一の圧縮リングに当該第一の圧縮リングの上方に積み重ねられていると共にゴム弾性体の切欠きに配されて下沓の凹所に嵌装されたナイロン―６６製の第二の圧縮リングと、ゴム弾性体及び第二の圧縮リングに当該ゴム弾性体及び第二の圧縮リングの上方に積み重ねられて下沓の凹所に部分的に配されていると共に上下方向に関して下沓の凹所外に突出している中間板とを具備しており、第二の圧縮リングは、第一の圧縮リングの厚みよりも二倍以上又は三倍以上の厚みを有しているゴム支承。
2. 第一及び第二の圧縮リングの円筒状の外周面の夫々は、凹所を規定する下沓の径方向の円筒状の内周面に上下方向に関して摺動自在に接触している請求項１に記載のゴム支承。
3. 第一の圧縮リングは、その円環状の下面で切欠きを規定するゴム弾性体の円環状の水平面に摺動自在に接触している請求項１又は２に記載のゴム支承。
4. 第一及び第二の圧縮リングは、その円環状の上面及び下面で互いに摺動自在に接触している請求項１から３のいずれか一項に記載のゴム支承。
5. 第一及び第二の圧縮リングは、その円筒状の内周面で切欠きを規定するゴム弾性体の円筒状の垂直面に摺動自在に接触している請求項１から４のいずれか一項に記載のゴム支承。
6. 中間板は、円筒状の外周面で下沓の凹所を規定する円筒状の内周面に対して円筒状の隙間をもって下沓の凹所に配されていると共に円形の下面でゴム弾性体の円形の上面及び第二の圧縮リングの円環状の上面に接触している円柱状の基部と、この基部に同心に一体的に形成されていると共に基部の円筒状の外周面よりも小径の円筒状の外周面を有した円柱状の突出部とを具備している請求項１から５のいずれか一項に記載のゴム支承。
7. 中間板は、その円形の上面に凹所を有している請求項１から６のいずれか一項に記載のゴム支承。
8. 中間板の上面の凹所に嵌装された滑り板を更に具備している請求項７に記載のゴム支承。
9. 滑り板は、繊維強化熱硬化樹脂を基材とし、その滑り面に固体潤滑剤を埋設してなる請求項８に記載のゴム支承。
10. 橋脚と橋桁との間に配されて使用される請求項１から９のいずれか一項に記載のゴム支承。

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